Akustiskā un hidrodinamiskā kavitācija maisīšanas lietojumos

Kavitācija maisīšanai un sajaukšanai: Vai pastāv atšķirība starp akustisko un hidrodinamisko kavitāciju? Un kāpēc viena kavitācijas tehnoloģija varētu būt labāka jūsu procesam?
Akustiskā kavitācija – pazīstama arī kā ultraskaņas kavitācija – un hidrodinamiskā kavitācija ir kavitācijas veidi; kavitācija ir vakuuma dobumu augšanas un sabrukšanas process šķidrumā. Akustiskā kavitācija rodas, kad šķidrumu pakļauj augstas intensitātes ultraskaņas viļņu iedarbībai, savukārt hidrodinamiskā kavitācija rodas, kad šķidrums plūst caur sašaurinājumu vai ap šķērsli (piemēram, Venturi sprauslu), izraisot spiediena pazemināšanos un tvaika dobumu veidošanos.
Kavitācijas radītos bīdes spēkus izmanto homogenizēšanai, maisīšanai, disperģēšanai, emulģēšanai, šūnu sagraušanai, kā arī ķīmisko reakciju ierosināšanai un intensificēšanai.

Lai gan gan akustiskās, gan hidrodinamiskās kavitācijas metodes izmanto vienu un to pašu kavitācijas burbuļu sabrukšanas parādību un iedarbību, starp šīm divām metodēm, kurās kavitāciju rada vai nu ar ultraskaņu, vai ar Venturi sprauslām, pastāv būtiska atšķirība.

Intensīva apstrāde ar ultraskaņu rada ūdenī kavitācijas burbuļus. Kavitācijas burbuļu turpmākā saplakšana rada šķidrumā ārkārtīgi spēcīgus mehāniskus bīdes spēkus. Šī iedarbība saārda šūnas, piemēram, augu izejvielu ekstrakcijai, vai sadala eļļas pilienus ūdenī ļoti sīkos pilienos (emulģēšana). Kavitācijas iedarbība padara Hielscher ultraskaņas homogenizatorus par ļoti efektīvu līdzekli disperģēšanai, homogenizēšanai, emulģēšanai un ekstrakcijai. Hielscher Ultrasonics ražo ultraskaņas zondes ar jaudu no 50 vatiem līdz 16000 vatiem, lai nodrošinātu ultraskaņas apstrādes procesus laboratorijā un pilna mēroga ražošanā.

Šeit uzziniet, kādas atšķirības pastāv starp akustisko un hidrodinamisko kavitāciju un kāpēc jūs varētu vēlēties izvēlēties zondes tipa ultraskaņas ierīci savam procesam, kura pamatā ir kavitācija:

Akustiskās kavitācijas priekšrocības salīdzinājumā ar hidrodinamisko kavitāciju

1. Augstāka efektivitāte: akustiskā kavitācija parasti efektīvāk rada vakuuma dobumus, jo kavitācijas radīšanai nepieciešamā enerģija parasti ir mazāka nekā hidrodinamiskās kavitācijas gadījumā. Tādēļ kavitatori un kavitācijas reaktori, kuru darbības pamatā ir ultraskaņa, ir energoefektīvāki un ekonomiskāki. Ultraskaņa ir energoefektīvākā kavitācijas radīšanas metode. Akustiskā / ultraskaņas kavitācija, ko rada zondes tipa ultraskaņas ierīces, novērš nevajadzīgas berzes rašanos. Ultraskaņas zonde svārstās perpendikulāri, novēršot nevajadzīgas, enerģiju izšķērdējošas berzes rašanos. Atšķirībā no akustiskās kavitācijas hidrodinamiskajā kavitācijā kavitācijas radīšanai izmanto rotora un statora sistēmas vai sprauslas. Abas metodes – rotora un statora sistēmas un sprauslas – rada berzi, jo motoram ir jāpiedzen lielas mehāniskās daļas. Ja pētījumos tiek apgalvots, ka hidrodinamiskā kavitācija ir energoefektīva, tajos ņem vērā tikai attiecīgās tehnoloģijas nominālo jaudu un neņem vērā faktisko elektroenerģijas patēriņu. Šajos pētījumos parasti neņem vērā enerģijas zudumus berzes dēļ, kas ir labi zināma un nevēlama hidrodinamiskās kavitācijas tehnoloģiju ietekme.
2. Labāka vadāmība: akustisko kavitāciju var vieglāk vadīt un regulēt, jo ultraskaņas viļņu intensitāti var precīzi pielāgot, lai iegūtu vēlamo kavitācijas līmeni. Turpretī hidrodinamisko kavitāciju ir grūtāk vadīt, jo tā ir atkarīga no šķidruma plūsmas raksturlielumiem un sašaurinājuma vai šķēršļa ģeometrijas. Turklāt sprauslām ir tendence aizsērēt, izraisot procesa pārtraukumus un darbietilpīgu tīrīšanu.
3. Var apstrādāt gandrīz visus materiālus: lai gan Venturi sprauslai un citiem hidrodinamiskajiem plūsmas reaktoriem ir grūtības apstrādāt cietas vielas un jo īpaši abrazīvus materiālus, ultraskaņas kavitatori var uzticami apstrādāt gandrīz jebkura veida materiālus. Ultraskaņas kavitācijas reaktori var bez aizsērēšanas homogenizēt pat maisījumus ar augstu cietvielu saturu, abrazīvas daļiņas un šķiedrainus materiālus.
4. Lielāka stabilitāte: akustiskā kavitācija parasti ir stabilāka nekā hidrodinamiskā kavitācija, jo akustiskās kavitācijas radītie tvaika dobumi mēdz vienmērīgāk sadalīties visā šķidrumā. Turpretī hidrodinamiskā kavitācija var radīt tvaika dobumus, kas ir ļoti lokalizēti un var izraisīt nevienmērīgu vai nestabilu plūsmas raksturu.
5. Plašāka daudzpusība: akustisko / ultraskaņas kavitāciju var izmantot plašā lietojumu klāstā, tostarp homogenizēšanai, maisīšanai, disperģēšanai, emulģēšanai, ekstrakcijai, līzei un šūnu dezintegrācijai, kā arī sonoķīmijā. Turpretī hidrodinamiskā kavitācija galvenokārt ir paredzēta plūsmas vadībai un lietojumiem šķidrumu mehānikā.
   Kopumā akustiskā kavitācija salīdzinājumā ar hidrodinamisko kavitāciju nodrošina labāku vadāmību, augstāku efektivitāti, lielāku stabilitāti un plašāku daudzpusību, tādēļ tā ir ļoti noderīga metode daudziem rūpnieciskiem lietojumiem.

Ultraskaņas kavitācijas reaktori

Hielscher Ultrasonics piedāvā jums dažādas rūpnieciskas klases ultraskaņas zondes un kavitācijas reaktorus. Visas Hielscher ultraskaņas ierīces un kavitācijas reaktori ir paredzēti augstas intensitātes lietojumiem un darbībai 24/7 ar pilnu slodzi.
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte
Hielscher ultraskaņas kavitatori ir labi pazīstami ar visaugstākajiem kvalitātes un projektēšanas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas kavitatorus netraucēti integrēt rūpnieciskās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas kavitatori viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas ierīcēm, kurās apvienotas vismodernākās tehnoloģijas un lietotājam draudzīga lietošana. Protams, Hielscher ultraskaņas ierīces atbilst CE prasībām un izpilda UL, CSA un RoHs prasības.

Kāpēc Hielscher Ultrasonics?

• augsta efektivitāte
• vismodernākās tehnoloģijas
• uzticamība un izturība
• apstrāde partijās un plūsmā
• jebkuram tilpumam – no nelieliem flakoniem līdz kravas automašīnu kravām stundā
• zinātniski pierādīts
• vieda programmatūra
• viedas funkcijas (piemēram, datu protokolēšana)
• CIP (tīrīšana uz vietas)
• vienkārša un droša lietošana
• vienkārša uzstādīšana, neliela apkopes nepieciešamība
• ekonomiski izdevīgi (mazāks darbaspēka patēriņš, īsāks apstrādes laiks, mazāks enerģijas patēriņš)

Ja jūs interesē ultraskaņas kavitācijas tehnoloģija, procesi un darbam gatavas ultraskaņas kavitatoru sistēmas, lūdzu, sazinieties ar mums tagad. Mūsu darbinieki ar ilggadēju pieredzi labprāt apspriedīs ar jums jūsu lietojumu!

Tālāk esošā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ierīču aptuveno apstrādes jaudu: